架空输电线路 110kV复合绝缘子闪络故障原因分析

架空输电线路 110kV复合绝缘子闪络故障原因分析

发表时间：2019-12-02T10:26:45.550Z 来源：《中国电业》2019年16期作者：高宝

[导读] 通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。摘要：随着挂网时间的增加，在恶劣自然环境以及电化学共同作用下，复合绝缘子憎水性、电气性能、机械性能均会不同程度的下降，在鸟害、冰雪、高湿、温差等环境因素的影响下，复合绝缘子常常会发生故障闪络。很多复合绝缘子闪络故障具有极大的隐蔽性，闪络原因不易确定且故障点较难查找。本文通过对地理环境、复合绝缘子电气性能等方面分析了发生在西北某地区110kV架空输电线路复合绝

缘子闪络故障跳闸事件。通过分析故障跳闸发生的起源和过程，提出针对性预防措施及处理建议，防止类似故障再次发生。

关键词：110kV架空输电线路；复合绝缘子闪络故障；原因；对策

引言

因为复合绝缘子的物理特性是机械强度高、重量轻、防污效果好、绝缘性好，在工作时安装简单、维护方便等好处，在当前的电路架空输电线路上得到了相当多的使用。但是伴随着复合绝缘子使用年限增加，复合绝缘子电路也会随之产生很多问题，比如：线路老化问题，在冬天还会出现伞套会丧失憎水性的情况。除此之外，雷电等自然环境也会对复合绝缘子产生不好的影响，在雷电产生的过程中，受雷电影响空气中的氮气会发生化学反应变成硝酸，硝酸有腐蚀性，会对复合绝缘子产生腐蚀作用，造成电化学腐蚀等损害，这就导致复合绝缘子发生闪络故障的情况越来越突出。

1故障情况分析

1.1保护动作情况

2011年9月12日06时11分，西北地区某110kV线路距离II段保护动作，B相跳闸，重合成功。保护测距：两侧变电站测距分别10km和2.3km。故障线路全长12.925km，杆塔总数56基，线路导线型号：LGJ-240/30、LGJ-150/20，直线杆绝缘子型号：FXBW-110/100，耐张杆绝缘子型号：XP-7、XWP-7。故障地区有雾气、微风，最高温度26℃，最低温度13℃，相对空气湿度80%。

1.2故障点现场情况

巡视人员发现#42杆B相绝缘子有上下均压环、碗头刮板、球头挂环螺栓被电弧灼伤，复合绝缘子表面无放电痕迹。高低压侧均压环上有短路接地电流烧蚀的圆孔，可以初步判断为本次故障的放电点。

2复合绝缘子闪络后试验

试品详细情况见表1。

表1故障复合绝缘子铭牌参数简介

2.1复合绝缘子尺寸检查

试品尺寸检查结果见表2。

表2故障复合绝缘子尺寸检查结果

由表2可以看出发生闪络的复合绝缘子各项尺寸均满足相关规程规定的要求，说明复合绝缘子本身尺寸选择较为合理，并且外绝缘配置也满足杆塔所处污秽等级的需要，伞间距、爬电系数满足要求说明复合绝缘子发生电弧桥接的概率不大。

2.2憎水性检查及外观检查

故障复合绝缘子憎水性及外观检查情况如表3所示。

由表3可以看出故障绝缘子有良好的憎水性，可以满足复合绝缘子正常运行，不会出现因憎水性丧失而导致的湿闪络电压下降情况。上下均压环有明显的闪络烧伤痕迹。

2.3正常条件下的工频干、湿闪络电压对比试验及耐受试验

本次交流工频干、湿耐受电压计算如公式(1)所示：

(1)

式中：Un为耐受电压，Us为闪络电压，n为闪络次数。

试验结果如表4、表5所示。

表4故障绝缘子工频干、湿闪络试验结果

表5故障绝缘子工频交流干、湿耐压试验结果

由表4可以看出工频干闪络电压平均值为389.8kV，湿闪络电压平均值为340.4kV。试品湿闪络电压相比干闪络电压仅下降了12.67%，综合表5可以看出试品电气性能基本没有下降。

2.4冲击耐受电压试验

为进一步验证故障绝缘子的芯棒与伞套界面绝缘性能，对其进行雷电冲击耐受电压和陡波冲击耐受试验。本次试验雷电冲击耐受电压不小于550kV，正负极性各冲击15次，如故障绝缘子无击穿现象，则进行陡波冲击耐受试验。陡波冲击耐受试验时将陡度不小于1000kV/μs，且不大于1500kV/μs的冲击电压施加到两个相邻的电极间或将电压施加到金属附件与相邻的电极上，本次相邻电极间的距离取400mm，每个区段应分别承受25次正极性冲击和25次负极性冲击。每次的冲击应引起电极间的外部闪络，而不应产生击穿。

2.4.1雷电冲击耐受试验

雷电冲击耐受试验波形如图1、图2所示，故障绝缘子在正负极性下各冲击15次，无击穿现象。

图1正极性雷电冲击耐受试验波形图2负极性雷电冲击耐受试验波形 2.4.2陡波冲击耐受试验

陡波冲击耐受试验波形如图3、图4所示，故障绝缘子在正负极性下各冲击25次，无击穿现象。

图3正极性陡波冲击耐受试验波形

图4负极性陡波冲击耐受试验波形由冲击耐受电压试验结果可以看出故障复合绝缘子交界面的绝缘性能良好。3试验结果分析

由尺寸检查、工频电压试验、冲击电压试验可见，故障复合绝缘子尺寸选择较为合理，满足杆塔所处污秽区外绝缘配置要求，且伞间距、爬电系数也表明电弧桥接可能性不大，憎水性为HC2级，属于良好范围，可以满足线路正常运行，并可以承受较高的湿闪络电压，工频干、湿耐受试验及工频干、湿闪络对比试验结果均合格也说明了此论断；冲击耐受电压试验也无击穿现象发生。故该绝缘子绝缘性能符合相关标准要求，绝缘性能良好。4闪络原因分析

从试验结果可以看出，故障复合绝缘子尺寸选择合理，憎水性满足运行要求，各项电气试验均合格，说明其绝缘性能良好，可以排除复合绝缘子本身质量问题。结合当时故障发生时的天气情况分析，闪络发生时，杆塔所处地区为中雨天气，空气相对湿度达到了90%。外观检查时发现故障复合绝缘子上、下均压环均被短路接地电流烧蚀圆形孔洞，而伞裙表面无明显放电痕迹，说明放电通道很有可能直接由上均压环直接贯通到下均压环，没有在伞裙表面沿面闪络或者只经过伞裙中部，之后迅速到达底部，进而发生放电跳闸。综上分析认为大量雨水在防鸟型均压环上集聚，然后雨水沿均压环较低处流下，形成水帘，由于雨水持续不断，最终形成放电通道，将均压环烧蚀，导致复合绝缘子闪络，线路跳闸。参考文献

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